导读:本文包含了布里渊增益谱论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:布里渊增益谱,普通单模光纤,光子晶体光纤,有限元分析
布里渊增益谱论文文献综述
潘宇航[1]（2019）在《普通单模与光子晶体光纤的布里渊增益谱特性研究》一文中研究指出在光纤通信领域,避免布里渊散射这种非线性效应可以使更高功率的光信号获得更远的传输距离和信噪比;而在光纤传感领域,却利用布里渊散射效应来获取分布式的温度和应变信息。因此,布里渊增益谱(Brillouin Gain Spectrum,BGS)的特性在通信和传感领域都对系统的性能起至关重要的作用。通常使用掺杂GeO_2和改变半径尺寸的方法来调控光纤的折射率分布,同时也调控了光纤的声速分布,进而产生了不同的BGS特性,例如布里渊增益的大小、声模式个数和峰值强度差异等。我们利用有限元分析法,以较宽的参数变化范围和较精细的参数变化步长,对普通单模光纤和光子晶体光纤的BGS特性做了较为全面的研究。研究成果不仅可供通信领域选择布里渊散射效应弱、适宜长距离传输的通信光纤,也可供传感领域选择高布里渊增益、可提升传感精度的传感光纤。在此基础上,我们设计出了具有相近强度多峰BGS的新型光纤,可望提升基于布里渊拍频谱(Brillouin Beat Spectrum,BBS)探测的光纤传感系统信噪比。对于阶跃和渐变折射率这两种结构比较简单的普通单模光纤,我们以折射率分布为研究对象(声速分布随之改变),考虑了折射率差和纤芯半径同时变化的若干种组合可能性,给出了光纤的BGS特性随这两个变量变化的规律。对于复杂折射率光纤,我们以大有效面积光纤(Large Effective Area Fiber,LEAF)为例,研究得到了对其BGS影响较为重要的几个结构参数,获得了BGS特性随这些重要参数变化的规律。在相近强度多峰BGS新型光纤设计方面,在普通单模光纤中得到了BGS峰值相对强度为0、-2.7和-9dB的一种新的LEAF型光纤。将其用于基于BBS探测的光纤传感系统中,可望提升信噪比3.1倍。对于光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF),我们获得了孔径相同光纤的BGS特性随空气孔间距和直径变化的规律。此外,研究了孔径不统一结构的PCF,结果表明,当孔径由内到外逐渐变大时,可获得更多的声模式个数和峰值更接近的BGS,据此设计出了具有次峰比主峰弱8dB的双峰BGS的PCF,将其用于基于BBS探测的光纤传感系统中,可望提升信噪比2.5倍。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-04-01）
朱日成[2]（2019）在《基于增益谱调制的布里渊传感技术研究》一文中研究指出自上世纪70年代第一根单模光纤问世以来,光纤传感技术开始广泛应用于各个领域。由于分布式光纤传感系统在超长距离、耐腐蚀、抗电磁干扰方面有着显着的优势,所以在石油勘探、国防安全以及建筑安全监测等领域有强烈的需求和广阔的运用前景。其中,布里渊传感由于具有超长传感距离的温度/应变分布式监控的显着优势而备受关注,但是动态响应速度是制约布里渊传感发展的一个很大的因素。针对这一点,国内外各小组在布里渊传感的动态响应速度方面做了很多研究。在充分了解各个小组的研究之后,本论文提出了基于增益谱调制的快速布里渊传感技术,与其他布里渊传感系统相比具有动态范围大、灵敏度可调以及不需要复杂解调等优势。本文主要研究的是快速布里渊传感中的增益谱调制。本文从原理上分析了增益谱调制的可行性,并对相应的实验结果进行分析,最后得到了较为理想的调制后的布里渊增益谱。本文的具体研究内容如下:(1)系统地讲解了光纤传感的系统,其中也包括其原理和相关应用,并概括性地介绍了布里渊传感系统的发展过程以及当前的研究热点。而且概述了快速布里渊传感系统的国内外研究进展。(2)详细介绍了布里渊传感的相关理论知识。首先介绍了光纤中受激布里渊散射的相关知识,并且着重介绍了布里渊传感的工作原理,随后以BOTDA为例,详细介绍了限制传统布里渊传感的因素:待测光纤的长度、平均次数、有限的光波频率切换时间以及扫频点个数。然后根据这些限制因素分别介绍了当今提出的若干种提升布里渊传感动态响应速度的方法,并进一步分析了这些技术的优劣。(3)在传统布里渊传感的基础上,基于光纤固有的布里渊增益谱,本文提出一种新的方法,运用啁啾脉冲调制模块把输入待测传感光纤的泵浦光调制成线性啁啾脉冲光,使得布里渊增益谱被调制,即调制后的增益谱有一个范围较大的线性区,进而使得当外界的温度/应变发生变化时,信号接收模块获得的信号强度会随着布里渊频移发生线性改变。并可根据实际需求,通过改变增益谱线性区的斜率来改变系统灵敏度。本文进一步将提出系统方案并将其与现有的若干技术进行比较:相对于光学捷变频技术和斜率辅助技术,增益谱调制技术可以大大地提高其动态响应范围;相对于光学啁啾链技术和光频梳技术,因为增益谱调制技术的探测信号只有一个频率,所以后续不需要进行诸如多次拟合解调等复杂的电学操作,理论上在获得扰动信号方面可以大大地节约时间。(4)对(3)中提出的基于增益谱调制的布里渊传感系统进行布里渊调制,详细地对增益谱调制进行原理分析,并用仿真验证了增益谱调制的可行性,详细分析了IQ调制模块调制线性啁啾光的原理,然后利用调制模块搭建了布里渊增益谱调制系统,介绍了关键器件的选择及其原因,最后获得较为满意的调制后的布里渊增益谱,并对实验产生的结果进行讨论和分析。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-03-01）
潘宇航,路元刚,彭楗钦,马海霞,王吉明[3]（2019）在《光子晶体光纤的布里渊增益谱特性》一文中研究指出研究内全反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)的结构参数对光纤布里渊增益、布里渊峰的个数以及相对峰值强度等布里渊增益谱(BGS)特性的影响。分析全反射型光子晶体光纤中的声光耦合效应,利用有限元分析方法,求解光纤中的光场和声场分布及其对应的BGS,探究空气孔层数、孔间距和孔直径等PCF参数对BGS的影响,获得布里渊增益和声学模式个数随孔间距和孔直径变化的规律。提出一种空气孔直径由内到外逐渐变大的、具有类似渐变折射率分布的新型光子晶体光纤结构。设计峰值强度差为8 dB的双峰BGS的光子晶体光纤,可将其用于基于布里渊拍频谱(BBS)的光纤传感系统中,使传感系统的信噪比提升2.5倍。(本文来源于《光学学报》期刊2019年06期）
赵丽娟,徐志钮,李永倩[4]（2019）在《布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析（英文）》一文中研究指出基于实测布里渊(Brillouin)增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g_0、v_B、Δ_(v_B)的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规律。结果表明:特征参数提取误差随信噪比增加成指数规律下降,随扫频点数增加(或扫频间隔减少)而下降;v_B的提取误差随Δ_(v_B)的增加而线性增大,Δ_(v_B)的值对其他参数的提取准确性几乎无影响;扫频点数固定时扫频范围选择太大或太小时的误差均较大,实际应该选择2Δ_(v~B)左右。研究结果对基于布里渊散射的传感时相关参数选择具有参考价值。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年02期）
徐飞耀,安博文,陈元林[5]（2018）在《基于BOTDA布里渊增益谱拟合的去噪算法研究》一文中研究指出以BOTDA分布式光纤传感系统为研究对象,分析不同光纤长度情况下洛伦兹曲线拟合布里渊增益谱中心频率的准确性和实时性。实验结果表明,随着光纤距离增加,噪声也随之增加,曲线拟合的准确性下降、数据抖动更加明显。对比低通滤波器滤波和小波变换两种方法发现,滤波器方法对BOTDA布里渊增益谱数据具备良好的去噪能力和更好的实时性,10km光纤长度布里渊增益谱中心频率方差提高55.3%、单点处理时间只有小波变换的1/26,综合处理能力更加良好。该研究可为中远距离情况下BOTDA布里渊增益谱高效快速的特征提取提供参考。(本文来源于《现代计算机(专业版)》期刊2018年20期）
仲晓轩[6]（2018）在《基于布里渊增益谱烧孔效应的高精度分布式光纤传感器研究》一文中研究指出基于布里渊散射分布式传感器可以应用在桥梁、大坝、隧道、海底光缆、输电线路等大型基础设施的健康监测。该类传感器利用布里渊频移与温度/应力的线性关系进行测量,因此频率分辨率是决定测量准确性的一个重要指标,而频率分辨率与布里渊频谱半峰全宽(FWHM)成反比。传统的布里渊传感器获得的FWHM由于受到声子寿命的影响很难进一步减小,使得传感器性能受到限制。本文提出一种基于布里渊增益谱烧孔效应的传感方案,在布里渊增益谱共振中心产生一个窄线宽的吸收峰,提高系统的频率分辨率,从而获得高精度的温度和应力测量。本文的主要工作包括:1、提出一种光纤布里渊增益烧孔现象的产生方法。利用连续光和两个频率分别位于其斯托克斯和反斯托克斯频移处的高功率脉冲光在光纤中进行相互作用,产生相干布里渊增益和损耗效应。在稳态条件下,在光纤布里渊增益谱中获得线宽小于10MHz的烧孔谱。2、实验研究了布里渊增益烧孔效应产生的条件。分析传感脉冲功率、脉宽、连续光功率以及光纤长度对布里渊增益烧孔效应激发效率的影响。实验结果表明,烧孔的线宽与脉冲宽度成反比,烧孔的深度与脉冲功率、连续光功率以及光纤长度成正比。3、实现了基于布里渊增益烧孔效应的温度/应力分布式测量。利用布里渊谐振频率处窄线宽的烧孔谱,将传统BOTDA的频率测量精度提高了一倍。为高精度温度/应力分布式测量提供了一种新的方法。(本文来源于《暨南大学》期刊2018-06-30）
仲晓轩,梁浩,程凌浩,李杰[7]（2018）在《基于布里渊增益-损耗谱的高精度分布式传感器》一文中研究指出提出一种基于布里渊增益和损耗相互作用的光时域分析系统,该系统将连续光与反向的斯托克斯和反斯托克斯脉冲同时输入光纤,通过声光相互作用在布里渊增益谱中心频率处产生一个窄线宽的吸收峰。该吸收峰的线宽约为布里渊增益谱宽的1/5,并且其频率与布里渊频移相关。因此利用该窄线宽吸收峰可以提高布里渊传感器的频率分辨率,从而实现高精度的温度和应变测量。实验结果表明,与传统的基于布里渊增益谱的传感器相比,该方案的温度测量精度提高了1倍多。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年10期）
刘瑞霞[8]（2017）在《基于布里渊增益谱边带解调的BOTDR分布式光纤测温系统的研究》一文中研究指出目前,我国对煤层气、输油管道等地下管线进行安全实时监测的技术尚未普及,管道安全隐患问题逐渐凸显。基于布里渊光时域反射的分布式光纤传感技术,具有抗电磁干扰、耐高温、耐腐蚀、易于工程铺设等优点,还可以对物体的温度和应变信息实现时间和空间上的全方位连续性测量,且由于装置简单、单端接入、可检测断点等优势,非常适合于长距离管道泄漏、应力拉拽等检测。测温精度是衡量布里渊光时域反射分布式光纤测温系统性能的一项重要指标。为提高系统测温精度,本文提出了一种基于布里渊增益谱边带解调的布里渊光时域反射分布式测温系统,提高了系统信噪比,进而提高了系统测温精度,并在此基础上对该系统性能的影响因素做了深入分析,主要研究工作如下:(1)提出一种基于布里渊增益谱边带解调的布里渊光时域反射分布式光纤测温技术,理论分析了布里渊增益谱边带产生的机理和基于布里渊增益谱边带解调可以提高该系统测温精度的原因。(2)搭建了基于布里渊增益谱边带解调的布里渊光时域反射测温系统,对系统中主要器件的选择做了深入分析,并在LabVIEW平台上完成了基于Levenberg-Marquardt算法的待测光纤沿线布里渊频移的解调和相关界面显示。(3)在布里渊增益谱边带解调的基础上,对影响该系统性能的因素做了深入理论分析和实验验证。为提高系统的测温精度,首先提出了采用布里渊增益谱边带解调的方法,并进一步验证了由于相干探测时参考光的作用以及消除了相干瑞利噪声的影响,该方法可以提高测温精度;其次分别研究了激光光源线宽和探测光脉冲峰值功率对测温精度的影响;最后进一步研究了电信号接收端扫频系统中窄带滤波器的中心频率对测温精度的影响。为改善系统空间分辨率,重点分析了探测光脉冲脉宽、电信号接收端扫频部分窄带滤波器的带宽以及检波器的响应速率对空间分辨率的影响。(4)在上述基础上,利用搭建的布里渊光时域反射测温系统进行了一系列的温度传感实验,通过对布里渊增益谱左边带进行扫描解调,经LabVIEW编程处理数据,在10.2 km的传感距离上实现了±0.5℃的测温精度;通过注入脉宽约30 ns的探测光脉冲,在约10.8 km的测温距离上获得了2.79 m的空间分辨率;由于所采用恒温槽的温度设定恒温条件范围的限制,目前可达到的系统测温范围为-30℃~90℃。(本文来源于《太原理工大学》期刊2017-05-01）
刘胜男[9]（2015）在《充液光纤布里渊增益谱及传输特性研究》一文中研究指出自从受激布里渊散射(SBS)的概念被提出，就先后应用在光纤传感、全光开关、慢光和滤波等方面，而布里渊增益谱(BGS)则是测量的主要物理量，因此BGS成为了测量的关键。现有的BGS整形技术主要是通过泵浦调制的手段来实现的，而石英光纤是目前用于产生SBS最常用的非线性介质。但石英光纤的本征BGS带宽和频率变化范围很小，所以在泵浦调制的条件下也难以实现BGS带宽的灵活可调。SBS性能与介质的性质有密切关系，所以改变光纤介质是提高SBS性能的新突破。针对承载介质的限制，本文提出利用充液光纤来实现SBS，该方法不仅可以利用泵浦调制来调整BGS形状，还可以结合不同填充液体的选择使整形更灵活、调整范围更宽。另外，现有的充液光纤多利用高折射率的液体作为芯液介质，而对于某些具有高非线性低折射率的液体介质无法有效得到利用。因此，在此基础上引入充液的简化空心光子晶体光纤(HC-PCF)，从而扩大承载各种液体介质的光纤范围。从充液光纤的SBS性质出发，以具有高增益系数的CS2液体与具有宽布里渊线宽的CCl4混合液体作为填充介质，通过调节二单体的混合比，结合泵浦调制原理，计算得到了50MHz~2GHz的带宽变化范围。以CS2芯光纤为例，实验获得了2.53GHz频移和34MHz半高宽的本征增益谱。将泵浦激光调制成2条和3条谱线，进而得到了带宽分别为65MHz和91MHz的平顶BGS。随后借助于多物理场耦合分析软件COMSOL和MATLAB分析了充液光纤的传输特性。以简化PCF为例，理论上计算了充以水、酒精、FC-40等液体的简化PCF的损耗和色散等特性，并得到了600nm~1000nm低损耗和低色散的传输窗口，为今后在SBS方面的应用奠定基础。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2015-03-01）
高玮,刘胜男,毕雅凤,胡晓博,浦绍质[10]（2013）在《液芯光纤中基于多线抽运调制的带宽可控平顶布里渊增益谱》一文中研究指出提出在CS2/CCl4混合介质液芯光纤中利用多线抽运调制技术实现带宽可控平顶布里渊增益谱的方法,理论研究了抽运光谱线间距、谱线强度和芯液介质混合比对布里渊增益谱的影响,得到了带宽可控平顶增益谱的条件.结果表明,采用一个强度或相位调制器,基于单频和多频调制技术产生2—9条抽运光谱线,通过控制谱线间距和各谱线强度比,并改变CS2体积分数,获得了增益带宽在50 MHz—2 GHz范围内可控的平顶增益谱.该方法操作简便、带宽调控范围大,可用于高增益低畸变布里渊放大,满足微弱光信号探测和慢光系统的应用需求.(本文来源于《物理学报》期刊2013年19期）
布里渊增益谱论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自上世纪70年代第一根单模光纤问世以来,光纤传感技术开始广泛应用于各个领域。由于分布式光纤传感系统在超长距离、耐腐蚀、抗电磁干扰方面有着显着的优势,所以在石油勘探、国防安全以及建筑安全监测等领域有强烈的需求和广阔的运用前景。其中,布里渊传感由于具有超长传感距离的温度/应变分布式监控的显着优势而备受关注,但是动态响应速度是制约布里渊传感发展的一个很大的因素。针对这一点,国内外各小组在布里渊传感的动态响应速度方面做了很多研究。在充分了解各个小组的研究之后,本论文提出了基于增益谱调制的快速布里渊传感技术,与其他布里渊传感系统相比具有动态范围大、灵敏度可调以及不需要复杂解调等优势。本文主要研究的是快速布里渊传感中的增益谱调制。本文从原理上分析了增益谱调制的可行性,并对相应的实验结果进行分析,最后得到了较为理想的调制后的布里渊增益谱。本文的具体研究内容如下:(1)系统地讲解了光纤传感的系统,其中也包括其原理和相关应用,并概括性地介绍了布里渊传感系统的发展过程以及当前的研究热点。而且概述了快速布里渊传感系统的国内外研究进展。(2)详细介绍了布里渊传感的相关理论知识。首先介绍了光纤中受激布里渊散射的相关知识,并且着重介绍了布里渊传感的工作原理,随后以BOTDA为例,详细介绍了限制传统布里渊传感的因素:待测光纤的长度、平均次数、有限的光波频率切换时间以及扫频点个数。然后根据这些限制因素分别介绍了当今提出的若干种提升布里渊传感动态响应速度的方法,并进一步分析了这些技术的优劣。(3)在传统布里渊传感的基础上,基于光纤固有的布里渊增益谱,本文提出一种新的方法,运用啁啾脉冲调制模块把输入待测传感光纤的泵浦光调制成线性啁啾脉冲光,使得布里渊增益谱被调制,即调制后的增益谱有一个范围较大的线性区,进而使得当外界的温度/应变发生变化时,信号接收模块获得的信号强度会随着布里渊频移发生线性改变。并可根据实际需求,通过改变增益谱线性区的斜率来改变系统灵敏度。本文进一步将提出系统方案并将其与现有的若干技术进行比较:相对于光学捷变频技术和斜率辅助技术,增益谱调制技术可以大大地提高其动态响应范围;相对于光学啁啾链技术和光频梳技术,因为增益谱调制技术的探测信号只有一个频率,所以后续不需要进行诸如多次拟合解调等复杂的电学操作,理论上在获得扰动信号方面可以大大地节约时间。(4)对(3)中提出的基于增益谱调制的布里渊传感系统进行布里渊调制,详细地对增益谱调制进行原理分析,并用仿真验证了增益谱调制的可行性,详细分析了IQ调制模块调制线性啁啾光的原理,然后利用调制模块搭建了布里渊增益谱调制系统,介绍了关键器件的选择及其原因,最后获得较为满意的调制后的布里渊增益谱,并对实验产生的结果进行讨论和分析。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
布里渊增益谱论文参考文献
[1].潘宇航.普通单模与光子晶体光纤的布里渊增益谱特性研究[D].南京航空航天大学.2019
[2].朱日成.基于增益谱调制的布里渊传感技术研究[D].电子科技大学.2019
[3].潘宇航,路元刚,彭楗钦,马海霞,王吉明.光子晶体光纤的布里渊增益谱特性[J].光学学报.2019
[4].赵丽娟,徐志钮,李永倩.布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析（英文）[J].红外与激光工程.2019
[5].徐飞耀,安博文,陈元林.基于BOTDA布里渊增益谱拟合的去噪算法研究[J].现代计算机(专业版).2018
[6].仲晓轩.基于布里渊增益谱烧孔效应的高精度分布式光纤传感器研究[D].暨南大学.2018
[7].仲晓轩,梁浩,程凌浩,李杰.基于布里渊增益-损耗谱的高精度分布式传感器[J].激光与光电子学进展.2018
[8].刘瑞霞.基于布里渊增益谱边带解调的BOTDR分布式光纤测温系统的研究[D].太原理工大学.2017
[9].刘胜男.充液光纤布里渊增益谱及传输特性研究[D].哈尔滨理工大学.2015
[10].高玮,刘胜男,毕雅凤,胡晓博,浦绍质.液芯光纤中基于多线抽运调制的带宽可控平顶布里渊增益谱[J].物理学报.2013